酰胺化合物的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及酰胺化合物的制造方法，詳細來說，涉及使用生物催化劑由腈化合物 制造對應的酰胺化合物的方法。
【背景技術】
[0002] 酰胺化合物作為產業上的重要物質被廣泛應用。作為其用途，丙烯酰胺被廣泛用 于排水處理用凝集劑、紙張增強劑、石油回收劑，甲基丙烯酰胺被廣泛用于涂料、粘接劑等。
[0003] 作為酰胺化合物的制造方法，以往一直采用如下工業性方法：使用還原狀態的銅 作為催化劑，對腈化合物進行水合，由此制造對應的酰胺化合物。近年來，在微生物所具有 的酶中，發現了具有對腈基進行水合并將其轉變為酰胺基的腈水合活性的腈水合酶，并使 用了使用該酶或具有該酶的微生物菌體等由腈化合物制造對應的酰胺化合物的方法。由于 該制造方法與以往的利用金屬催化劑的方法相比，反應條件溫和，具有由腈化合物向對應 的酰胺化合物的高轉化率、高選擇性，因此，易于設置更簡單的工藝，可以說是在工業上也 優異的方法。
[0004] 在利用腈水合酶工業性地制造酰胺化合物時，能夠高效率地由腈化合物制造對應 的酰胺化合物是重要的。因此，報告了以腈水合酶的酶活性的提高（專利文獻1)、溫度所致 的活性下降的抑制、酰胺化合物的耐性（專利文獻2)等為目的提案。作為其他方法，還有 對腈化合物中對活性有影響的有機類雜質進行鑒別、抑制活性下降的報告（專利文獻3~ 5)。例如，使腈化合物中存在的苯的濃度降低的方法（專利文獻3)。此外，提出了使腈化合 物中的氰酸濃度降低的方法（專利文獻4、5)。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1 :日本特開2005-295815號公報
[0008] 專利文獻2 :日本特開2010-172295號公報
[0009] 專利文獻3 :國際公開2007-043466號小冊子
[0010] 專利文獻4 :日本特開平11-123098號公報
[0011] 專利文獻5 :日本特開2001-288156號公報
【發明內容】
[0012] 發明要解決的課題
[0013] 本發明人等在關于利用酶法提高酰胺化合物的生產率進行的各種研究中發現，存 在無法通過上述專利文獻公開的腈中的雜質來解釋的酶的失活。因此，本發明提出一種方 法，其通過查明并去除在使用生物催化劑由腈化合物制造酰胺化合物的過程中酶的失活的 起因物質，抑制腈水合酶的活性下降，改善酰胺化合物的生產率。
[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 為了解決上述課題而進行了研究，結果發現，在使用生物催化劑由腈化合物高效 地制造酰胺化合物的方法中，通過降低腈化合物中的鋅濃度，能夠高效地制造酰胺化合物。
[0016] SP，本發明涉及以下的[1]~[15]。
[0017] [1] -種酰胺化合物的制造方法，其特征在于，在具有腈水合酶活性的生物催化劑 存在下由腈化合物制造對應的酰胺化合物，在該方法中，該腈化合物中的鋅濃度為0. 4ppm 以下，優選為〇. 3mmp以下，更優選為0. 2ppm以下；
[0018] [2]根據[1]所述的酰胺化合物的制造方法，其特征在于，腈化合物中的鋅濃度為 0? lppm 以下；
[0019] [3]根據[1]或[2]所述的酰胺化合物的制造方法，其特征在于，腈化合物中的氰 酸濃度為1. 5ppm以下，優選為1. Oppm以下，更優選為0. 8ppm以下；
[0020] [4]根據[3]所述的酰胺化合物的制造方法，其特征在于，腈化合物中的氰酸濃度 為0? 5ppm以下；
[0021] [5]根據[1]~[4]中任一項所述的酰胺化合物的制造方法，其中，腈化合物經過 了使鋅和氰酸、其他雜質減少的精制工序；
[0022] [6]根據[5]所述的酰胺化合物的制造方法，其中，精制工序包括選自蒸餾、堿處 理、離子交換樹脂、吸附去除（利用活性炭、活性氧化鋁、沸石、硅膠等吸附劑去除）中的1 種或2種以上；
[0023] [7]根據[1]~[6]中任一項所述的酰胺化合物的制造方法，其中，腈化合物為丙 烯腈，所述酰胺化合物為丙烯酰胺；
[0024] [8]根據[1]~[7]中任一項所述的酰胺化合物的制造方法，其中，具有腈水合酶 活性的生物催化劑為具有腈水合酶活性的動物細胞、植物細胞、細胞器或微生物的菌體、或 者它們的處理物；
[0025] [9]根據[8]所述的酰胺化合物的制造方法，其中，具有腈水合酶活性的微生物為 紅球菌屬細菌或大腸桿菌；
[0026] [10]根據[8]或[9]所述的酰胺化合物的制造方法，具有腈水合酶活性的生物催 化劑是表達來自紅球菌屬細菌或假諾卡氏菌屬細菌的腈水合酶的微生物的菌體；
[0027] [11]根據[1]~[10]中任一項所述的酰胺化合物的制造方法，其中，使具有腈水 合酶活性的生物催化劑按照以干燥菌體計為4~20質量％、優選為5~15質量％、更優選 為5~10質量％、進一步優選為8質量％的濃度存在；
[0028] [12] -種丙烯酰胺水溶液，其為通過[1]~[11]中任一項所述的方法制造的、鋅 濃度為〇. 4ppm以下、優選為0. 3mmp以下、更優選為0. 2ppm以下的丙稀酰胺水溶液；
[0029] [13]根據[12]所述的丙烯酰胺水溶液，其中，鋅濃度為0. lppm以下；
[0030] [14]根據[12]或[13]所述的丙烯酰胺水溶液，其中，氰酸濃度為1. 5ppm以下，優 選為0? 8ppm以下；
[0031] [15]根據[12]或[13]所述的丙烯酰胺水溶液，其中，氰酸濃度為0. 5ppm以下。
[0032] 發明效果
[0033] 根據本發明，能夠抑制腈水合酶的活性下降，高效地由腈化合物制造對應的酰胺 化合物。
[0034] 本說明書包含作為本申請的優先權基礎的日本特愿2013-030188號的說明書中 記載的內容。
【具體實施方式】
[0035] 以下對發明的實施方式進行說明。
[0036](具有腈水合酶活性的生物催化劑）
[0037] 本發明中，腈水合酶是指具有水解腈化合物而生成對應的酰胺化合物能力的酶。 具有腈水合酶活性的生物催化劑既可以是腈水合酶蛋白質本身，也可以是動物細胞、植物 細胞、細胞器或微生物的菌體、以及它們的處理物。
[0038] 作為上述處理物，可以列舉：將動物細胞、植物細胞、細胞器或微生物的菌體破碎 而得的破碎物、或從菌體提取的酶（粗酶或精制酶），將動物細胞、植物細胞、細胞器、微生 物的菌體或酶本身固定于載體而得的產物等。
[0039] 作為固定化方法，可以列舉包埋法、交聯法、載體結合法等。包埋法是指利用高分 子覆膜進行包覆的方法。交聯法是指用具有2個或2個以上的官能團的試劑（多官能性交 聯劑）使酶交聯的方法。載體結合法是指使酶結合于水不溶性載體的方法。
[0040] 作為固定化中使用的載體（固定化載體），可以列舉例如玻璃珠、硅膠、聚氨酯、聚 丙烯酰胺、聚乙烯醇、角叉菜膠、海藻酸、瓊脂及明膠等。
[0041] 作為這樣的微生物的代表例，可以列舉例如具有腈水合酶活性的屬于紅球 菌（Rhodococus)屬、戈登氏菌（Gordona)屬、假單胞菌（Pseudomonas)屬、假諾卡氏菌 (Pseudonocardia)屬、土芽抱桿菌（Geobacillus)屬、芽抱桿狀菌（Bacillus)屬、無芽 抱桿菌（Bacteridium)屬、微球菌（Micrococcus)屬、短桿菌（Brevibacterium)屬、棒 狀桿菌（Corynebacterium)屬、諾卡氏菌（Nocardia)屬、微桿菌（Microbacterium)屬、 鏡刀菌（Fusarium)屬、農桿菌（Agrobacterium)屬、不動桿菌（Acinetobacter)屬、黃色 桿菌（Xanthobacter)屬、鏈霉菌（Streptomyces)屬、根瘤菌（Rhizobium)屬、克雷伯菌 (Klebsiella)屬、腸桿菌（Enterobacter)屬、歐文氏菌（Erwinia)屬、泛菌